国外高速公路信息化发展现状简析及其启示

　　依托我国首个高速公路智能管控工程——京港澳高速公路河南境内驻马店至信阳(豫鄂省界)段改扩建工程，对美国、欧洲、日本、韩国等国外高速公路信息化发展现状进行简析。提出了高速公路全方位运行监测体系、基于安全的主动交通管理系统、基于气象条件的交通安全管理、精细化信息服务等未来高速公路管理信息化的发展方向，对提升国内高速公路信息化管理水平有一定的借鉴意义。

　　《公路交通技术》杂志是由中华人民共和国新闻出版总署、正式批准公开发行的优秀期刊，公路交通技术杂志具有正规的双刊号，其中国内统一刊号：CN50-1135/U，国际刊号：ISSN1009-6477。公路交通技术杂志社由重庆市交通委员会主管、重庆交通科研设计院主办，本刊为刊。自创刊以来，被公认誉为具有业内影响力的杂志之一。

　　0 前 言

　　高速公路作为公路运输的大动脉，其信息化建设和智能化管理对整个交通运输系统的信息化建设具有重要的促进作用。京港澳高速公路河南境内驻马店至信阳(豫鄂省界)段是国家高速公路网及河南省公路网主骨架的重要组成部分，是河南省承接外部经济辐射、加强区域内经济联系的最主要通道，具有重要的战略地位。2014年4月18日，交通运输部同意依托京港澳高速驻信段改扩建工程实施我国首个高速公路智能信息管理控制科技示范工程。在该智能管控示范工程实施前，笔者通过对相关资料、文献总结分析，对国内外高速公路智能化发展领域开展调研分析。现就国外高速公路信息化发展现状进行简析，以期对提升国内高速公路信息化管理水平起到一定的借鉴意义。

　　1 国外高速公路信息化现状及发展趋势

　　1.1 美国高速公路智能化管理发展现状

　　美国交通系统的智能化研究是最早的。1967年，美国公路局进行了电子路径导向系统(Electronic Route Guidance System，ERGS)实验，并在全美开展“智能车辆-高速公路系统”(IVHS，Intelligent Vehicle Highway System)的研究。20世纪90年代初，美国以加利福尼亚的PATH(Program on Advanced Technology for the Highway，先进技术高速公路项目)项目为样板开始在全美大规模实施IVHS系统建设。

　　目前，美国高速公路的信息化、智能化建设应用较为广泛，多数高速公路具备了包括匝道控制、事件检测、事件管理、主线速度控制、气象交通管理等管理系统，并通过E-mail、511、短信、交通广播频道以及信息服务提供商提供的发布方式等进行出行前或在途交通信息发布。

　　在美国，高速公路约25%的非常发延误是由天气原因造成的。为此，美国SAFETEA-LU法案第5308部分提出建立道路气象研发组，每年投入不少于500万美元，并持续4年，用于促进技术转化和产业拓展。FHWA道路气象研发组根据国家海洋和大气局(NOAA)提供的路面气象预报信息，开发了包括MDSS(维护决策支持系统)和Clarus(国家地面交通天气观测和预报系统)等系统，使美国的基于气象响应的交通管理系统走在了世界前列。

　　1.2 欧洲高速公路智能化管理发展现状

　　欧洲由于地域广大、国家众多，且各国交通运输环境不同，早期多是各国分散进行智能交通系统研究。直至1991年，欧洲各国政府单位、交通运输产业、电信与金融产业组成了“欧洲智慧运输系统协会”(European Road Transport Telematics Implementation Coordination Organization，ERTICO，又称ITS Europe)，成为欧洲推动ITS的主要组织。

　　现阶段ERTICO主要负责任务为：一方面协调欧洲各种ITS相关的研究，例如早期的PREVENT、CIVS、SAFESPOT、COOPERS，到近期的Intelligent Car Initiative等;另一方面也扮演促进跨国合作的角色。

　　2001-2006年所進行的TEMPO(Trans-European Intelligent Transport Systems Projects)计划，目的是建立连接跨国道路网络的信息基础设施，例如电子收费系统(Electronic Toll Collection System，ETC)。而EasyWay则是在2007-2013年，接续TEMPO之后实施的新计划，其差异在于更着重应用服务的发展。

　　基于在过去信息基础设施的建设，EasyWay计划进一步发展相关的应用服务，并进行必要的硬件部署与升级，并期望至2020年，能够大幅减少交通事故、道路拥堵、降低CO2排放量等问题，提供一个欧洲共通的ITS，进而维持交通运输系统长久的效益与便利。

　　以上介绍了欧洲智能交通系统发展的整体规划，下面重点介绍欧洲智能交通系统在相关技术层面的主要成就。

　　在交通管理服务方面，欧洲高速公路的智能化管理以“主动交通管理”为核心，重点关注交通出行者的需求，提供信息给出行者，用以提高出行时间的可靠性，并建立出行者和管理者之间的信息交互。欧洲高速公路有一个完整的关于运营策略的方案包，其设施包括：交通流检测设备、面向车道的速度指示门架、硬路肩的分时段使用设备、匝道控制设备、VMS(可变情报板)、7×24运转的控制中心、事件响应团队、监控摄像头、应急避险车道等，并通过采取速度协调、线、网、交叉口的控制(使用VMS)、动态路线选择、排队警告、出行者信息提供、临时硬路肩使用、节点控制(将进入节点的交通流移向左侧，便于入匝车辆平滑汇入)、限制大货车行驶车道等策略实现对高速公路的交通管理。

　　在交通信息系统建设方面，欧洲开发了如SOCRATES、EURO SCOUT、Traffic-Master和RDS-TMC等具有代表性的交通信息系统。其中RDS-TMC能将连续的交通流信息与地图导航有机结合，提高了车辆导航对前方路况预测的准确性，是应用最成功、使用范围最广的交通信息系统。在交通管理的气象响应方面，欧盟科技领域合作项目开展了“恶劣气象条件下道路网络的实时交通监控”项目，其主要目标是：在交通管理控制中整合气象信息，更好的理解氣象(雪、雨、雾)对交通流运行状态的影响，开展并推动减轻该影响的策略、工具的研发。

　　在其他方面，2012年荷兰设计师丹·罗斯加德(Daan Roosegaarde)与海曼斯基础设施管理集团(HEIjmans)联合设计的智能高速公路，是一套整合电动车充电、节能路灯与气候警示等多项新科技的高速公路：包括配有专为电动环保车打造的绿色充电车道，公路两旁配备节能路灯(当车子行经附近时才会亮、远离路灯即会自动熄灭)。值得一提的是，路面上还导入温度感应涂料装置，当低温可能造成路面结冰时，系统就会直接在路面上显示雪花图案来提醒驾驶人。该设计获得了2012年10月荷兰设计大奖，并于2013年中期，在荷兰布拉班特省(Brabant)率先建成数百米的这种道路，预警在未来5年内，还将陆续建设更多的这种高速公路。

　　在未来几年中，除了在车间通讯(如DSRC等技术)、主动安全等应用技术上持续开发外，欧盟还十分注重对交通服务需求的了解与设计，如交通资讯、运输管理、道路安全等信息服务，尝试基于目前可行的技术，设计出符合使用者需求的服务，以加速ITS运作的普及。期望在欧盟的框架下，建立一致性的道路交通信息服务内容。

　　1.3 日本高速公路智能化管理发展现状

　　日本高速公路的信息化、智能化发展也具有较高的水准。日本高速公路智能化始于20世纪70年代，从1991年开始，日本建立了道路交通信息通信系统(Vehicle Information and Communication System，VICS)，是当今世界上相当成功的一个交通信息和通信服务系统。VICS通过运用GPS设备等作为传输介质，将由警察部门和高速公路管理部门(日本高速公路的交通控制由高速公路管理部门负责)提供的交通堵塞、旅行时间、交通事故、道路施工、车速及路线限制、以及停车场空位等信息及时发布给交通出行者。

　　并于2004年又提出了一项新的研究开发计划——Smartway。Smartway由日本国土交通省和几十家企业共同开发，它将不停车收费系统(ETC)、车载导航系统(VICS)、车载辅助安全系统及先进辅助巡航公路系统(AHS)进行综合，形成了一个开放共用的基础平台。目前已被视为日本致力于构建世界上最安全的道路交通社会的重要组成部分之一。

　　1.4 韩国高速公路智能化管理发展现状

　　韩国在高速公路智能化方面也卓有成就，而且不断完善覆盖全国的不停车收费系统。

　　为了推动ITS的发展，在韩国建设和交通部的领导下，韩国从2007 年起开始推动智能高速公路项目(Smart Highway Project)。Smart Highway Project为期7 年(2007-2014)，希望通过先进的信息通信技术，以安全、便捷、可靠和环境友好为核心理念，利用8种服务、6类设施和9项核心技术(869战略)，打造一条车、路高度智能化的高速公路。

　　2 对国内高速公路智能化管理的启示

　　结合国外目前高速公路智能化管理的发展趋势，随着科学技术的不断进步和人们对出行质量需求的不断加强，我国高速公路智能化发展依然任重道远。

　　2.1 高速公路全方位运行监测体系是未来高速公路管控智能化发展的迫切需求

　　科学合理的决策依赖于对信息的全面掌握。目前，国内外高速公路已布设了一些传感设备，如线圈检测器、视频检测器等，但这些传感设备覆盖范围有限，且采集的数据没有进行相关性分析。如何充分利用各种传感设备、设施，对高速公路全线范围内的交通流运行状态、基础设施状态、气象环境状态等进行全方位、多层面的感知、处理和利用，建立全方位的运行监测体系是未来我国高速公路管控智能化发展的迫切需求。

　　2.2 基于安全的主动交通管理系统是未来高速公路管控智能化发展趋势之一

　　安全性是交通运输行业的第一属性，只有确保安全性，才能确保运输的准确、及时。基于高速公路全方位运行监测体系，第一时间发现高速公路运行出现的问题，提前采取有针对性的管控措施，变被动管理为主动控制，是未来高速公路管控智能化发展趋势之一。

　　欧美等国已经着手利用匝道控制、可变限速标志、可变情报板、分时段应用硬路肩行驶、多车道公路上分时段限制大货车等技术对高速公路进行主动交通控制，并取得了很好的社会、经济效益。我国在这方面起步较晚，虽然已经安装了部分交通流检测设备和视频监控装置，但总的来说，主要依赖人工方式对高速公路交通进行被动管理，在基于安全的主动交通管理方面，有待进一步提高。

　　2.3 基于气象条件的交通安全管理是未来高速公路管控智能化发展的热点之一

　　欧美等国家意识到气象对高速公路交通运行状态的巨大影响，已经着手将气象信息整合到交通管理中，提出与气象部门合作开展气象信息服务，开展基于气象的高速公路交通管理系统的研发，并将该信息用于高速公路交通规划、应急资源布设规划以及实时高速公路交通管理中。我国部分高速公路已经着手建设气象观测站，具备了一定条件，但后续研究开发工作有待继续深入。

　　3 结 语

　　国内外对高速公路信息服务进行了一系列的研究，开发和部署了一些有着相对广泛应用的交通信息服务系统。但也应该看到，上述信息服务系统相对粗放，针对用户群体相对单一。未来的高速公路信息服务系统应充分考虑用户的多样化需求，从用户体验、保护用户隐私、信息查询和管理、提高信息可靠性等各个方面，将交通信息服务全面提升到精细化服务的层面。

　　主要参考文献

　　[1]张纪升，李斌，王笑京，等. 智慧高速公路架构与发展路径设计[J] .公路交通科技，2018(1)：88-94.

　　[2]刘韡堃，朱海青. 高速公路建设项目管理新模式及发展方向[J] .大众科技，2012，14(11)：38-40.

　　[3]张广浩. 全面精细化管理在高速公路建设中的应用[J].科技与企业，2016，31(6)：26-27.

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